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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement mit einer umlaufenden Dichtung zum Filtern eines Fluids, insbesondere zur Verwendung als Innenraumluftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, einer Bau-, Arbeits- oder Landmaschine sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
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Stand der Technik
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Aus
DE 39 11 153 A1 ,
DE 43 23 523 A1 und
DD 2 87 411 A5 sind Filterelemente bekannt. In der
DE 10 2013 011 457 A1 wird ein Innenraumluftfilterelement beschrieben, das eine Adsorptionsfilterlage aus Aktivkohle zur Abscheidung von Gasen, eine Feinfilterlage zur Abscheidung von Aerosolen und eine umlaufende Dichtung zur Trennung der Rohseite von der Reinseite beim Einbau in ein Filtergehäuse umfasst. Weiter umfasst das Innenraumluftfilterelement aufeinanderfolgend mindestens zwei der drei Teilfilterelemente Vorfilterlage, Adsorptionsfilterlage und Feinfilterlage. Diese weisen jeweils ein an den Schmalseiten umlaufendes Seitenband auf, welches mit der jeweiligen Teilfilterlage dichtend verbunden ist.
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Die Teilfilterelemente zur Bildung des Innenraumluftfilterelements liegen unmittelbar aufeinander und sind mittels eines Rahmens miteinander dichtend verbunden. Der Rahmen besteht aus einem an der gemeinsamen Schmalseite umlaufenden Seitenband, aus Vlies oder Textil, welches mit den Teilfilterelementen verschweißt oder verklebt ist.
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Auch wird ein insbesondere spritzgegossener Kunststoffrahmen beschrieben. Dieser ist entweder vorgefertigt und kann die Teilfilterelemente aufnehmen, die im Rahmen verklebt oder verschweißt werden, oder ist als umspritzter Rahmen ausgebildet, der dadurch gebildet wird, dass die Teilfilterelemente in eine Form eingelegt und anschließend mit einem Spritzgussrahmen umspritzt werden, wobei das Material sich beim Aushärten unlösbar mit den Teilfilterelementen verbindet.
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Alternativ wird beschrieben, dass die Dichtung durch ein umlaufendes Dichtprofil aus einem Polymer, aus einem angeschäumten, insbesondere geschlossenporigen Schaum zum Beispiel aus Polyurethanschaum, gebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, wenn auch der Rahmen aus einem derartigen Material gebildet ist, die Dichtung mit dem Rahmen einstückig auszubilden.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere eines Innenraumluftfilters, zu schaffen, das es erlaubt, die einzelnen Komponenten auf einfache und kostengünstige Weise zu einer robusten Einheit zusammenzufügen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filterelements zum Filtern eines Fluids, insbesondere eines Innenraumluftfilters, zu schaffen, das es erlaubt, die einzelnen Komponenten auf einfache und kostengünstige Weise zu einer robusten Einheit zusammenzufügen.
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Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement zum Filtern eines Fluids nach Anspruch 1, das wenigstens einen quaderförmigen Filterkörper, insbesondere Filterbalg mit einer bestimmungsgemäßen rohseitigen Stirnseite und einer dieser gegenüberliegenden bestimmungsgemäßen reinseitigen Stirnseite, sowie mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen umfasst, das weiter einen Filterrahmen, welcher den Filterkörper an den Seitenflächen umlaufend umschließt und welcher wenigstens zwei Rahmenteile umfasst, sowie eine Dichtung umfasst, welche eine Kante zwischen einer der Stirnseiten des Filterbalgs und den Seitenflächen umlaufend umschließt.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere zur Verwendung als Innenraumluftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, das wenigstens einen quaderförmigen Filterkörper, insbesondere Filterbalg mit einer bestimmungsgemäßen rohseitigen Stirnseite und einer dieser gegenüberliegenden bestimmungsgemäßen reinseitigen Stirnseite, sowie mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen, umfasst. Weiter umfasst das Filterelement einen Filterrahmen, welcher den Filterbalg an den Seitenflächen umlaufend umschließt und welcher wenigstens zwei Rahmenteile umfasst, sowie eine Dichtung, welche eine Kante zwischen einer der Stirnseiten des Filterbalgs und den Seitenflächen umlaufend umschließt. Dabei verbindet die Dichtung die wenigstens zwei Rahmenteile und den Filterkörper, insbesondere Filterbalg kraftschlüssig und/oder formschlüssig.
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Als Filterkörper im Sinne der Anmeldung kann neben einem gefalteten Filterbalg auch ein Filterkörper verstanden werden, der aus mehreren aufeinanderliegenden Lagen oder einer gewickelten Lage eines Halbzeugs aus aufeinanderliegender Glatt- und Welllage eines Filtermediums gebildet ist, wobei zwischen Glatt- und Welllage jeweils wechselseitig verschlossene Kanäle gebildet sind.
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Die Erfindung beschreibt ein Filterelement, bei dem der Filterrahmen aus mehreren Teilen besteht, die miteinander zu verbinden sind. In diesem Fall übernimmt die Dichtung, die als geschäumte Dichtung (z. B. eine Polyurethan (PUR)-Dichtung) ausgeführt sein kann, neben der Dichtfunktion, gleichzeitig die Verbindung zwischen dem Filterbalg, dem Filterrahmen sowie zwischen den Teilen des Filterrahmens selbst. Dadurch können die Montagekosten des Filterelements reduziert werden.
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Die Form und das Profil der Dichtung kann beliebige Geometrie haben, sodass vielfältige, an Kundenbedürfnisse angepasste Ausgestaltungen denkbar sind.
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Das erfindungsgemäße Filterelement umfasst so einen mehrteiligen Filterrahmen, der beispielsweise in Form von Steckprofilteilen dargestellt sein kann. Dieser Filterrahmen ist so ausgeführt, dass er in zusammengestecktem Zustand den Filterkörper, insbeson-dere Filterbalg umfasst, wenn dieser in den Filterrahmen eingesteckt wird. Danach kann dann eine Dichtung angegossen werden, welche die Filterrahmenteile untereinander sowie den Filterbalg mit dem Filterrahmen verbindet. Auf diese Weise wird ein zweiter Rahmen für das Filterelement gespart. Weiter übernimmt die Dichtung sowohl die eigentliche Dichtfunktion des Filterbalgs gegen den Filterrahmen, und stellt zugleich eine Dichtung dar, über welche das Filterelement, wenn es in einem Filtergehäuse eingebaut wird, die Reinseite gegen die Rohseite eines Filtersystems abdichten kann.
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Der einzelnen Teile des Filterrahmens können als Blechteile, beispielsweise aus Aluminium ausgeführt sein. Es ist jedoch auch denkbar, den Filterrahmen aus Kunststoff, beispielsweise aus biegbarem Kunststoffwerkstoff, auszuführen. Alternativ können auch Scharniere verwendet werden, um einen nicht biegbaren Kunststoff einzusetzen und dennoch die einzelnen Teile des Filterrahmens unter einem Winkel zueinander anzuordnen. So kann der Filterrahmen beispielsweise aus vier einzelnen Seitenwänden zu einem Gesamtrahmen zusammengefügt werden.
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Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen in den Fertigungskosten. Blechteile sind relativ teuer, sodass die Einsparung eines zweiten Rahmens sich günstig auswirkt. Auch ein Kunststoffrahmen kann so kostengünstig dargestellt werden. Durch die Verwendung der Dichtung zugleich als Verbindung der Rahmenteile werden zusätzlichen Schweißungen oder Klebungen an den Rahmenteilen eingespart, was sich ebenfalls kostenmäßig günstig auswirkt. Weiter wird ein Verkleben der Dichtung an dem Filterrahmen eingespart. Blechteile als Rahmenteile können so auch ohne weitere Vorbehandlung eingesetzt werden, da sie in der gegossenen Dichtung so eingebettet sein können und durch die Dichtung gehalten werden.
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Auch ist es durch das Fertigungskonzept günstig, Gleichteile zur Verwendung in Filterelementen unterschiedlicher Größe einzusetzen, indem beispielsweise jeweils die Stirnseiten unterschiedlicher Filterelemente den gleichen Querschnitt aufweisen. Gleiche Profile können so für unterschiedliche Arten mit unterschiedlichen Maßen von Filterbälgen eingesetzt werden.
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Das beschriebene Filterelement kann vorteilhaft als Luftfilter, insbesondere als Innenraumluftfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die wenigstens zwei Rahmenteile mittels einer oder mehreren Stecklaschen und einer oder mehreren korrespondierenden Aufnahmen miteinander verbindbar sein. Es ist günstig, wenn die Rahmenteile einfach zusammengesteckt werden können, indem an den Rahmenteilen Stecklaschen angebracht sind, die jeweils in entsprechende Aufnahmen an ihren Gegenstücken des Filterrahmens eingesteckt werden können und so den gesamten Filterrahmen fixieren, sodass er nach dem Zusammenstecken mit der Dichtungsmasse vergossen werden kann.
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Erfindungsgemäß ist die Aufnahme als Zwischenraum zwischen wenigstens einem Teil eines umgebogenen Rands des Rahmenteils und einer Seitenwand des Rahmenteils gebildet. Der Rand eines Rahmenteils kann so günstig U-förmig umgebogen oder gebördelt sein, um dadurch einen Zwischenraum zwischen der eigentlichen Wand des Rahmenteils und dem umgebogenen Randteil zu bilden, in welches dann eine Stecklasche eines entsprechenden weiteren Rahmenteils eingesteckt werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Filterrahmen an wenigstens einer Stirnseite Formschlussausnehmungen aufweisen, mit denen der Filterrahmen mit der Dichtung formschlüssig verbindbar, insbesondere verzahnbar ist. Günstig ist es, wenn der umgebogene Rand eines Rahmenteils die Formschlussausnehmungen aufweist, sodass er beim Eingießen in die Dichtungsmasse sich mit der Dichtungsmasse verhaken kann und nach dem Aushärten der Dichtungsmasse fest mit dieser Dichtungsmasse verbunden ist. Besonders günstig ist eine zick-zack-förmige Ausführung des umgebogenen Rands eines Rahmenteils, jedoch sind auch andere Formen von Formschlussausnehmungen denkbar, beispielsweise kann eine Mehrzahl von Löchern in dem Filterrahmen an der wenigstens einen Stirnseite, insbesondere im oder am umgebogenen Rand mindestens eines Rahmenteils angeordnet sein. Mit diesen ist der Filterrahmen mit der Dichtung verzahnbar. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass Dichtungsmaterial bei der Herstellung der Dichtung in flüssigem Zustand durch die Löcher fließt und anschließend aushärtet, wobei sich beim Aushärten eine formschlüssige Verbindung mit der Stirnseite des Filterrahmens, insbesondere mit dem umgebogenen Rand ausbildet. Die Löcher können beispielsweise (kreis-)rund oder eckig, langlochförmig, entweder geschlossen, d. h. vollständig von Material umgeben, oder seitlich zum Rand hin offen ausgebildet sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Filterrahmen zur Ausbildung der Formschlussausnehmungen an wenigstens einer Stirnseite einen gezackten Rand aufweisen, mit dem der Filterrahmen mit der Dichtung verzahnbar ist. Die in das Material hineinragenden Ausnehmungen der Zacken bilden dabei bevorzugt die Formschlussausnehmungen. Günstig ist es, wenn der umgebogene Rand eines Rahmenteils gezackt ausgeführt ist, sodass er beim Eingießen in die Dichtungsmasse sich mit der Dichtungsmasse verhaken kann und nach dem Aushärten der Dichtungsmasse fest mit dieser Dichtungsmasse verbunden ist. Besonders günstig ist eine zick-zack-förmige Ausführung des umgebogenen Rands eines Rahmenteils.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Filterrahmen an einer der Dichtung gegenüber liegenden Stirnseite einen umgebördelten Rand aufweisen. Ein solcher umgebördelter Rand stellt eine zusätzliche mechanische Fixierung für den Filterbalg, der innerhalb des Filterrahmens angeordnet ist, dar, sodass der Filterbalg, auch wenn sich einzelne Bereiche des Filterbalgs aus der Fixierung in der Dichtungsmasse lösen sollten, insgesamt durch den umgebördelten Rand des Filterrahmens gehalten würde. Auch stellt so ein umgebördelter Rand einen mechanischen Schutz von aufgestellten Faltenkanten des Filterbalgs dar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der wenigstens eine Filterbalg an den Seitenflächen abgedichtet sein. Eine Abdichtung der Seitenflächen des Filterbalgs ist für eine gleichmäßige Filterwirkung bei der Durchströmung des Filterbalgs mit dem zu filternden Fluid von einer Rohseite zu einer Reinseite eines Filtersystems günstig und kann beispielsweise mittels eines Seitenbandes ausgeführt sein. Auch ist denkbar, die Seitenflächen des Filterbalgs mit einem Kleber abzudichten oder mit einer Kunststoffmasse zu vergießen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtung an benachbart zur rohseitigen Stirnseite des Filterbalgs angeordnet sein. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, die Rohseite des Filtersystems, in dem das Filterelement eingesetzt ist, wirksam und dauerhaft gegen die Reinseite des Filtersystems abzudichten. Dafür wird die Dichtung so nah wie möglich an dem Bereich der Rohseite angebracht, um den schmutzigen Teil des Filtersystems so klein wie möglich zu halten. Eine solche Anordnung der Dichtung benachbart zu der Rohseite ist auch bei einem Auswechseln des Filterelements günstig, da so möglichst wenig Schmutzpartikel in dem Filtersystem verbreitet werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Rahmenteile an wenigstens einer Seitenkante ein Scharnier aufweisen. Mit einer solchen Anordnung von Rahmenteilen, die über ein Scharnier verbunden sind, kann auf Stecklaschen und Aufnahmen verzichtet werden und die Rahmenteile sind dennoch flexibel anzuordnen und zu montieren. Durch das Eingießen mit der Dichtungsmasse sind die Rahmenteile nach dem Aushärten der Dichtungsmasse auch auf diese Weise fest fixiert.
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Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 10 zur Herstellung eines Filterelements, welches wenigstens einen quaderförmigen Filterbalg mit einer bestimmungsgemäßen rohseitigen Stirnseite und einer dieser gegenüberliegenden bestimmungsgemäßen reinseitigen Stirnseite, sowie mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen, einen Filterrahmen, welcher den Filterbalg an den Seitenflächen umlaufend umschließt und welcher wenigstens zwei Rahmenteile umfasst, sowie eine Dichtung, welche eine Kante zwischen einer Stirnseite des Filterelements und den Seitenflächen umlaufend umschließt, umfasst. Dabei wird die Dichtung durch gemeinsames Gießen oder Umschäumen wenigstens einer Kante zwischen einer Stirnseite des Filterbalgs und den Seitenflächen des Filterbalgs und des Filterrahmens hergestellt. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Filterelement auf kostengünstige und effiziente Art hergestellt werden. Das Filterelement umfasst einen mehrteiligen Filterrahmen, der beispielsweise in Form von Steckprofilteilen dargestellt sein kann. Dieser Filterrahmen ist so ausgeführt, dass er in zusammengestecktem Zustand den Filterbalg umfasst, wenn dieser in den Filterrahmen eingesteckt wird. Danach kann dann eine Dichtung angegossen werden, welche die Filter- - rahmenteile untereinander sowie den Filterbalg mit dem Filterrahmen verbindet. Auf diese Weise wird ein zweiter Rahmen für das Filterelement gespart. Weiter übernimmt die Dichtung sowohl die eigentliche Dichtfunktion des Filterbalgs gegen den Filterrahmen, und stellt zugleich eine Dichtung dar, über welche das Filterelement, wenn es in einem Filtergehäuse eingebaut wird, die Reinseite gegen die Rohseite eines Filtersystems abdichten kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte Umschließen des Filterbalgs mit den Rahmenteilen und Verbinden der Rahmenteile zum Filterrahmen, Einlegen des mit dem Filterrahmen umschlossenen Filterbalgs in ein Gießformunterteil, Schließen des Gießformunterteils mit einem Gießformoberteil, sowie Gießen der Dichtung und kann über diese Schritte vorteilhaft und effizient umgesetzt werden. Kunststoffspritzguss- oder Gießprozesse sind in der Kunststoffindustrie etablierte Prozesse und lassen sich kostengünstig auch in variablen Stückzahlen darstellen. Besonders günstig ist dabei, wenn die einzelnen Rahmenteile aus Gleichteile für unterschiedliche Filterelemente mit unterschiedlichen Maßen eingesetzt werden können.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen beispielhaft:
- 1 eine isometrische Darstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Dichtung einen Filterrahmen aus mehreren Rahmenteilen mit einem Filterbalg verbindet;
- 2 eine Draufsicht auf ein Filterelement nach dem Ausführungsbeispiel in 1;
- 3 eine Seitenansicht eines Filterelements nach dem Ausführungsbeispiel in 1 mit teilweise aufgeschnittener Seitenwand eines Rahmenteils;
- 4 einen Querschnitt durch ein Filterelement nach dem Ausführungsbeispiel in 1;
- 5 eine Explosionsdarstellung eines Filterelements nach dem Ausführungsbeispiel in 1;
- 6 eine Gießvorrichtung zur Fertigung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Gießvorrichtung mit einem eingelegten Filterelement in einer Querfläche geschnitten dargestellt ist;
- 7 eine Explosionsdarstellung einer Gießvorrichtung mit einem Filterelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 8 ein Längsschnitt durch eine Gießvorrichtung mit eingelegtem Filterelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 9 ein Querschnitt durch eine Gießvorrichtung mit eingelegtem Filterelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 10 eine Explosionsdarstellung einer alternativen Ausführungsform eines Filterelements zu dem Ausführungsbeispiel aus 1 und 5.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Dichtung 40 einen Filterrahmen 14 aus mehreren Rahmenteilen 16 mit einem Filterbalg 12 verbindet. Das Filterelement 10 zum Filtern eines Fluids, umfasst einen im Wesentlichen quaderförmigen Filterbalg 12 mit einer bestimmungsgemäßen reinseitigen Stirnseite 22 und einer dieser gegenüberliegenden bestimmungsgemäßen rohseitigen Stirnseite 20, sowie mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen 24, 25, 26, 27 (zu sehen in 5), einen Filterrahmen 14, welcher den Filterbalg 12 an den Seitenflächen 24, 25, 26, 27 umlaufend umschließt und welcher wenigstens zwei Rahmenteile 16, 18 umfasst, sowie eine Dichtung 40, welche eine Kante 28 zwischen einer der Stirnseiten 20, 22 des Filterbalgs 12 und den Seitenflächen 24, 25, 26, 27 umlaufend umschließt. Die Dichtung 40 verbindet die wenigstens zwei Rahmenteile 16, 18 und den Filterbalg 12 kraftschlüssig und formschlüssig. Die Dichtung 40 ist benachbart zur reinseitigen Stirnseite 22 des Filterbalgs 12 angeordnet. Das Filterelement 10 wird von dem zu filternden Fluid in einer Durchströmungsrichtung 60 von der rohseitigen Stirnseite 20 zu der reinseitigen Stirnseite 22 durchströmt, es ist jedoch auch eine Durchströmung in entgegengesetzter Richtung denkbar. Der Filterbalg 12 ist von dem Filterrahmen 14, der die Rahmenteile 16 und 18 umfasst, an den Seitenflächen 24, 25, 26, 27 umgeben. Die Dichtung 40, die am unteren Rand des Filterrahmens umlaufend angeordnet ist, ist durch Eingießen des Filterrahmens 14 mit dem Filterbalg 12 fest verbunden und ist weiterhin zur Abdichtung des Filterelements beim Einsatz in einem Filtersystem, bei dem es eine Rohseite des Filtersystems gegen eine Reinseite des Filtersystems abdichtet, bestimmt.
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In 2 ist eine Draufsicht auf ein Filterelement 10 nach dem Ausführungsbeispiel in 1 dargestellt. Der Filterbalg 12 ist von dem Filterrahmen 14 mit seinen Rahmenteilen 16, 18 an den Seitenflächen 24, 25, 26, 27 umgeben. Die Draufsicht zeigt dabei die rohseitige Stirnseite 20 als eine Stirnseite des Filterbalgs 12. Der Filterbalg 12 besteht beispielsweise aus einem Zellulose- oder Vliesfiltermedium und ist in plissierter oder zick-zack-förmig ausgebildeter Form gefaltet, wobei die Faltenkanten 64 parallel zu einer Schmalseite des Filterelements 10 aufgestellt sind.
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3 zeigt weiter eine Seitenansicht eines Filterelements 10 nach dem Ausführungsbeispiel in 1 mit teilweise aufgeschnittener Seitenwand des Rahmenteils 18. An den aufgeschnittenen Seitenflächen sind aufgestellte Falten 62 des Filterbalgs 12 zu erkennen. Die Faltenkanten 64 verlaufen in dieser Darstellung senkrecht zur Zeichenebene.
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4 zeigt einen Querschnitt durch ein Filterelement 10 nach dem Ausführungsbeispiel in 1. Der Filterbalg 12, der mit einem Seitenband 54 an den Seitenflächen 24, 25, 26, 27 abgedichtet ist, ist innerhalb des Filterrahmens 14 angeordnet und an der Kante 28 der Seitenflächen 24, 25, 26, 27 mit der Dichtung 40 eingebettet. Gleichzeitig verbindet die Dichtung 40 die Rahmenteile 16, 18 des Filterrahmens 14 mit dem Filterbalg 12. Die rohseitige Stirnseite 20 wird im bestimmungsgemäßen Betrieb des Filterelements 10 in Durchströmungsrichtung 60 mit dem Fluid angeströmt, welches den Filterbalg 12 an der reinseitigen Stirnseite 22 wieder verlässt.
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In 5 ist eine Explosionsdarstellung eines Filterelements 10 nach dem Ausführungsbeispiel in 1 zu sehen. Der Filterrahmen 14 umfasst in der in 5 gezeigten Ausgestaltung zwei bevorzugt identisch ausgeführte Rahmenteile 16, 18. Diese sind bevorzugt L-förmig ausgebildet, so dass jedes Rahmenteil 16, 18 sowohl eine Kurzseite als auch eine Langseite des Filterbalges 12 umrahmt. Das Filterelement 10 umfasst weiter den Filterbalg 12 sowie die Dichtung 40. Die zwei Rahmenteile 16, 18 sind mittels mehreren Stecklaschen 30 und mehreren korrespondierenden Aufnahmen 32 miteinander verbindbar, wobei die Aufnahme 32 als Zwischenraum 38 zwischen einem Teil eines umgebogenen Rands 34 des Rahmenteils 16, 18 und einer Seitenwand 36 des Rahmenteils 16, 18 gebildet ist. Der umgebogene Rand 34 ist bevorzugt um 180° umgebogen und verläuft somit bevorzugt parallel und zur Seitenwand 36. Kleinere Winkel zwischen mindestens 130°, bevorzugt mindestens 150° und maximal 180° oder sogar 185° sind ebenfalls unproblematisch denkbar, sofern der umgebogene Rand 34 nicht mit dem Filterbalg 12 oder einem am Filterbalg 12 angeordneten Seitenband 25, 54 kollidiert. Der Abstand zwischen Seitenwand 36 und umgebogenem Rand 34 beträgt bevorzugt zwischen 1 und 2 mal der Dicke des Rahmenteils, beispielsweise 1 bis 2 mal die Blechdicke der Rahmenteile 16, 18, sofern diese als Blech oder blechartig ausgebildet sind. Auf diese Weise kann eine Stecklasche 30 formschlüssig innerhalb des Abstandes zwischen Seitenwand 36 und umgebogenem Rand 34 aufgenommen werden. Der Filterrahmen 14 weist an einer Stirnseite 42, insbesondere am umgebogenen Rand einen gezackten Rand 46 auf, mit dem der Filterrahmen 14 mit der Dichtung 40 verzahnbar ist. Der Filterbalg 14 ist an den Seitenflächen 24, 25, 26, 27 mit einem Seitenband 54 umlaufend abgedichtet. Weiter weist der Filterrahmen 14 an einer der Dichtung 40 gegenüber liegenden Stirnseite 44 einen bevorzugt um 90° umgebördelten Rand 48 auf, auf dessen Innenseite sich der Filterbalg 12 und/oder das Seitenband 25, 54 abstützen kann.
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Die Rahmenteile 16, 18 sind in der in 5 gezeigten Ausgestaltung jeweils mit einer um 90° abgewinkelten schmalen Seitenfläche 66 ausgeführt, welche durch Abkantung der Rahmenteile 16, 18 um die Kante 56 herstellbar sein kann. Alternativ ist auch vorstellbar, an wenigstens einer Seitenkante 56 ein Scharnier anzubringen.
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6 zeigt eine Gießvorrichtung 100 zur Fertigung eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Gießvorrichtung 100 mit einem eingelegten Filterelement 10 in einer Querfläche geschnitten dargestellt ist. Die Gießvorrichtung 100 dient zur Umsetzung eines Verfahrens zur Herstellung eines Filterelements 10, welches wenigstens einen im Wesentlichen quaderförmigen Filterbalg 12 mit einer bestimmungsgemäßen reinseitigen Stirnseite 22 und einer dieser gegenüberliegenden bestimmungsgemäßen rohseitigen Stirnseite 20, sowie mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen 24, 25, 26, 27, einen Filterrahmen 14, welcher den Filterbalg 12 an den Seitenflächen 24, 25, 26, 27 umlaufend umschließt und welcher wenigstens zwei Rahmenteile 16, 18 umfasst, sowie eine Dichtung 40, welche eine Kante 28 zwischen einer der Stirnseiten 20, 22 des Filterbalgs 12 und den Seitenflächen 24, 25, 26, 27 umlaufend umschließt, umfasst. Die Dichtung 40 wird durch gemeinsames Gießen oder Umschäumen wenigstens einer Kante 28 zwischen einer Stirnseite 20, 22 des Filterbalgs 12 und den Seitenflächen 24, 25, 26, 27 des Filterbalgs 12 und des Filterrahmens 14 hergestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte, Umschließen des Filterbalgs 12 mit den Rahmenteilen 16, 18 und Verbinden der Rahmenteile 16, 18 zum Filterrahmen 14, Einlegen des mit dem Filterrahmen 14 umschlossenen Filterbalgs 12 in ein Gießformunterteil 101, Schließen des Gießformunterteils 101 mit einem Gießformoberteil 102, und Gießen der Dichtung 40.
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In 6 ist das Filterelement 10 mit Filterbalg 12 und Filterrahmen 14, der aus den Rahmenteilen 16, 18 zusammengesteckt ist, in das Gießformunterteil 101 der Gießvorrichtung 100 eingelegt. Das Gießformoberteil 102 ist abgenommen, kann jedoch über Passbolzen 104 auf das Gießformunterteil 101 aufgesetzt werden. Die Dichtung 40 kann dann bei geschlossener Gießvorrichtung 100 gegossen oder geschäumt werden.
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7 zeigt dazu eine Explosionsdarstellung einer Gießvorrichtung 100 mit einem Filterelement 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 7 ist die Gießvorrichtung 100 mit dem Gießformunterteil 101 und dem Gießformoberteil 102 auseinandergezogen dargestellt. Das Filterelement 10 ist als Filterrahmen 14 mit eingesetztem Filterbalg 12 dargestellt. Die Dichtung 40 ist separat dargestellt, um die Form der Dichtung 40 zu zeigen. Wenn das Filterelement 10 durch Umgießen oder Umschäumen von Filterbalg 12 und Filterrahmen 14 hergestellt ist, ist die Dichtung in der Realität fest mit Filterbalg 12 und Filterrahmen 14 verbunden und lässt sich nicht mehr abnehmen.
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In 8 ist ein Längsschnitt durch eine Gießvorrichtung 100 mit eingelegtem Filterelement 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die durch Umgießen oder Umschäumen der Rahmenteile 16, 18 sowie des Filterbalgs 12 hergestellte Dichtung 40 ist an beiden schmalen Seitenflächen 66 des Filterelements 10 zu erkennen. Die Falten 62 des Filterbalgs 12 sind dem Längsschnitt ebenfalls geschnitten.
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9 zeigt einen Querschnitt durch eine Gießvorrichtung 100 mit eingelegtem Filterelement 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Filterbalg 12 und Rahmenteile 16, 18 des Filterrahmens 14 sind in das Gießformunterteil 101 der Gießvorrichtung 100 eingelegt und nach Schließen der Gießvorrichtung 100 durch Aufsetzen des Gießformoberteils 102 mit einer Dichtungsmasse durch Umgießen oder Umschäumen mit der so hergestellten Dichtung 40 verbunden. Im Querschnitt ist deutlich zu erkennen, wie die Dichtung 40 sowohl die Kante 28 zwischen Seitenflächen 25, 27 und Stirnseite 22 des Filterbalgs 12 als auch die Rahmenteile 16, 18 umgibt und damit eine feste Verbindung zwischen Filterbalg 12 und Filterrahmen 14 zu einem Filterelement 10 bildet.
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In 10 ist eine Explosionsdarstellung einer alternativen Ausführung eines Filterelements 10 gezeigt, die ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel aus 5 und 1 ist. Die hier gezeigte Ausführungsform gleicht der vorherigen Ausführungsform weitestgehend, wobei jedoch der Filterrahmen 14 an einer Stirnseite 42 keinen gezackten Rand aufweist. Stattdessen ist im umgebogenen Rand 34 eine Mehrzahl von Löchern 460 angeordnet, mit denen der Filterrahmen 14 mit der Dichtung 40 verzahnbar ist. Das Dichtungsmaterial kann in flüssigem Zustand durch die Löcher 460 fließen, wobei sich beim Aushärten eine formschlüssige Verbindung mit dem umgebogenen Rand 34 ausbildet. Die Löcher 460 können wie in 10 gezeigt kreisrund, langlochförmig und entweder geschlossen, d. h. vollständig von Material umgeben, oder wie in 5 in Form der Zacken 46 gezeigt seitlich zum Rand hin offen ausgebildet sein. Wesentlich für die Funktion des Formschlusses ist daher, dass der Filterrahmen 14 an der Stirnseite 42, insbesondere am umgebogenen Rand 34 Formschlussausnehmungen aufweist, die beispielsweise wie anhand der 5 oder 10 beschrieben ausgeführt werden können.
